在 Rust 中处理多个 `Option<T>` 的惯用方法是什么？

Question

由于我对 Rust 还很陌生，因此我需要有关如何以惯用方式完成错误处理的指导。我发现错误处理样板真的很烦人。

我被多个Option<T>s 卡住了。手动处理每个None 案例太冗长了。

例如，在 Haskell 中，您可以将可选值 (Maybe) 操作与各种运算符链接起来：fmap、<*>、>>= 等：

f x = x * x
g x = x ++ x
main = print $ g <$> show <$> f <$> Just 2

在 Rust 中，这似乎是不可能的。我正在尝试将两个字符的卡片字符串解析为结构 Card:

const FACES: &'static str = "23456789TJQKA";
const SUITS: &'static str = "CDHS";
enum Face { /* ... */ }
enum Suit { C, D, H, S }
struct Card {
    face: Face,
    suit: Suit
}
impl FromStr for Card {
    type Err = ();
    fn from_str(x: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
        let mut xs = x.chars();
        let a = chain(xs.next(), |x| FACES.find(x), Face::from_usize);
        let b = chain(xs.next(), |x| SUITS.find(x), Suit::from_usize);
        if let (Some(face), Some(suit)) = (a, b) {
            Ok(Card::new(face, suit))
        } else {
            Err(())
        }
    }
}

这段代码在 Haskell 中看起来像这样：

import Data.List (elemIndex)
x = Just 'C'
suits = "CDHS"
data Suit = C | D | H | S deriving Show
fromInt 0 = C
find = flip elemIndex
main = print $ x >>= find suits >>= return . fromInt

感谢>>= 的链接，Haskell 使得操纵 monad 的内部值成为可能（而且很容易！）。为了达到接近的效果，我不得不编写 chain 函数，这似乎非常单调：

fn join<T>(x: Option<Option<T>>) -> Option<T> {
    if let Some(y) = x {
        y
    } else {
        None
    }
}

fn bind<A, B, F>(x: Option<A>, f: F) -> Option<B>
where
    F: FnOnce(A) -> Option<B>,
{
    join(x.map(f))
}

fn chain<A, B, C, F, G>(x: Option<A>, f: F, g: G) -> Option<C>
where
    F: FnOnce(A) -> Option<B>,
    G: FnOnce(B) -> Option<C>,
{
    bind(bind(x, f), g)
}

Answer 1

如前所述，Option 和 Result 有 吨 实用方法。此外，try 运算符（?）也可以用于“返回失败或解包结果”这种极其常见的情况

我会为Face 和Suit 实现FromStr。您的代码将如下所示：

impl FromStr for Card {
    type Err = ();

    fn from_str(s: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
        let face = s[0..1].parse()?;
        let suit = s[1..2].parse()?;

        Ok(Card { face, suit })
    }
}

如果您没有/不能，您可以使用Option 上的现有方法。你没有定义Foo::from_usize，所以我假设返回Foo，所以它会使用map：

fn from_str(s: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
    let mut c = s.chars();

    let face = c
        .next()
        .and_then(|c| FACES.find(c))
        .map(Face::from_usize)
        .ok_or(())?;
    let suit = c
        .next()
        .and_then(|c| SUITS.find(c))
        .map(Suit::from_usize)
        .ok_or(())?;

    Ok(Card { face, suit })
}

• Option::and_then
• Option::map
• Option::ok_or

这两种路径都允许您出现有用错误，例如让您知道西装/面部是否丢失/无效的枚举。 () 的错误类型对消费者来说毫无用处。

您还可以定义 Suit::from_char 和 Face::from_char 并且不会泄露数组的实现。

把它们放在一起：

impl Suit {
    fn from_char(c: char) -> Option<Self> {
        use Suit::*;

        [('c', C), ('d', D), ('h', H), ('s', S)]
            .iter()
            .cloned()
            .find(|&(cc, _)| cc == c)
            .map(|(_, s)| s)
    }
}

enum Error {
    MissingFace,
    MissingSuit,
    InvalidFace,
    InvalidSuit,
}

impl FromStr for Card {
    type Err = Error;

    fn from_str(x: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
        use Error::*;

        let mut xs = x.chars();

        let face = xs.next().ok_or(MissingFace)?;
        let face = Face::from_char(face).ok_or(InvalidFace)?;
        let suit = xs.next().ok_or(MissingSuit)?;
        let suit = Suit::from_char(suit).ok_or(InvalidSuit)?;

        Ok(Card { face, suit })
    }
}

---

fn join<T>(x: Option<Option<T>>) -> Option<T>

这是x.and_then(|y| y)

fn bind<A, B, F>(x: Option<A>, f: F) -> Option<B>
where
    F: FnOnce(A) -> Option<B>,

这是x.and_then(f)

fn chain<A, B, C, F, G>(x: Option<A>, f: F, g: G) -> Option<C>
where
    F: FnOnce(A) -> Option<B>,
    G: FnOnce(B) -> Option<C>,

这是x.and_then(f).and_then(g)

另见：

• How to implement some convenient methods (e.g., flat_map, flatten) on Option?

Answer 2

好像你想要Option::and_then:

pub fn and_then<U, F>(self, f: F) -> Option<U> 
where
    F: FnOnce(T) -> Option<U>

例子：

fn sq(x: u32) -> Option<u32> { Some(x * x) }
fn nope(_: u32) -> Option<u32> { None }

assert_eq!(Some(2).and_then(sq).and_then(sq), Some(16));
assert_eq!(Some(2).and_then(sq).and_then(nope), None);
assert_eq!(Some(2).and_then(nope).and_then(sq), None);
assert_eq!(None.and_then(sq).and_then(sq), None);

Answer 3

除了其他答案之外，您还可以查看 mdo 或 map_for 等一元表达式板条箱。例如map_for:

fn from_str(x: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
    let mut xs = x.chars();
    map_for!{
        ax <- xs.next();
        f  <- FACES.find(ax);
        a  <- Face::from_usize(f);
        bx <- xs.next();
        s  <- SUITS.find(bx);
        b  <- Suit::from_usize (s);
        => Card::new(a, b) }
    .ok_or(Err(()))
}

完全披露：我是map_for crate 的作者。

Answer 4

Maybe-Rust 的Result 中的一元链是由the try! macro 完成的。应该看起来像

fn from_str(x: &str) -> Result<Self, Self::Err> {
    let mut xs = x.chars();
    let a = try!(chain(xs.next(), |x| FACES.find(x), Face::from_usize));
    let b = try!(chain(xs.next(), |x| SUITS.find(x), Suit::from_usize));
    Ok(Card::new(face, suit))
}